界面强度对水力裂缝三维扩展行为影响规律的研究

王志翔; 杨典森; 周云; 赵智

doi:10.16285/j.rsm.2025.0640

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界面强度对水力裂缝三维扩展行为影响规律的研究

更新时间：2026-07-06

- 界面强度对水力裂缝三维扩展行为影响规律的研究
- Vol. 47, Issue 5, Pages: 1567-1582(2026)
- 作者机构：
  
  1. 武汉大学土木建筑工程学院
  2. 东北石油大学环渤海能源研究院
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16285/j.rsm.2025.0640
  CLC： TU45
- Published：2026
- 稿件说明：
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王志翔, 杨典森, 周云, et al. 界面强度对水力裂缝三维扩展行为影响规律的研究[J]. 2026, 47(5): 1567-1582.
DOI：

王志翔, 杨典森, 周云, et al. 界面强度对水力裂缝三维扩展行为影响规律的研究[J]. 2026, 47(5): 1567-1582. DOI： 10.16285/j.rsm.2025.0640.

摘要

页岩储层界面显著影响水力裂缝的三维扩展行为。采用层间间隔浇筑法制备不同界面强度的人工页岩试样

开展真三轴水力压裂试验。建立中心偏移指数CDI和径向非均匀度RNU定量表征裂缝三维几何特征

结合水压曲线和声发射特征参数

研究界面强度对水力裂缝三维扩展行为的影响规律。结果表明:界面会诱导水力裂缝产生偏转效应

促使水力裂缝扭曲或沿着界面扩展

呈现非对称三维形态

裂缝向界面位置发生偏移。随着界面黏聚力与内摩擦角的降低

在垂向应力σ

=15 MPa下

界面抗剪强度从19.9 MPa下降至10.1 MPa

裂缝形态依次呈现V型穿越、Y型分叉和T型和H型捕获特征

其RNU值从0.36增大至1.06

CDI值从0.42下降至0.29

界面强度变低限制水力裂缝向外偏移。界面强度调控能量释放模式与压裂液运移路径

弱界面促使起裂压力降低

压裂液沿界面大规模滤失

为复杂缝网形成创造条件。界面抗剪强度降低会导致水力裂缝的破裂模式发生显著转变

高强度界面条件下裂缝以拉伸破坏为主导

而低强度界面条件下促使破裂模式向先拉伸后剪切的复合机制转变。

Abstract

关键词

Keywords

references

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